2 实验：探究加速度与力、质量的关系知识点题库

关于“探究加速度与力、质量的关系”实验，下列说法中正确的是（）

A . 本实验采用的方法是控制变量法 B . 探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小 C . 探究加速度与力的关系时，作a–F图象应该用线段依次将各点连接起来 D . 探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a–M图象

在“探究加速度和力、质量的关系”实验中，采用如图所示的装置图进行实验：

（1）实验中，需要在木板的右端垫上一个小木块，其目的是；
（2）实验中，已经测出小车的质量为M，砝码（包括砝码盘）的质量为m，若要将砝码（包括砝码盘）的重力大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是．
（3）在实验操作中，下列说法正确的是（填序号）

A . 求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量M′和m′，以及小车质量M，直接用公式a= $\text{[math]}$ g求出 B . 实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开小车 C . 每改变一次小车的质量，都需要改变垫入的小木块的厚度 D . 先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系．

为了探究“加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示实验装置．

（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是．

A . 将木板带滑轮的那一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B . 将木板带滑轮的那一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C . 将木板固定打点计时器的那一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D . 将木板固定打点计时器的那一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
（2）如图2所示，在纸带上取7个计数点A、B、C、D、E、F、G，两相邻计数点间的时间间隔为T=0.10s，用刻度尺量出AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a=m/s² ，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小V_C=m/s．（结果保留二位有效数字）．
（3）某组同学实验得出数据，画出a～F图象如图3所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是
（4）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，要用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中

（1）在实验中，以下做法正确的是

A . 平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B . 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C . 实验时，先放开小车，后接通电源 D . “重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响
（2）
在这一实验中，有两位同学通过测量，分别作出a一F图象，如图中的A、B、C线所示；试分析：A线不通过坐标原点的原因是：；B线不通过坐标原点的原因是：．C线发生弯曲的原因是：．

某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg．实验步骤如下：

⑴将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．

⑵将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N﹣n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s﹣t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．

⑶对应于不同的n的a值见表．n=2时的s﹣t图象如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入表．

n	1	2	3	4	5
a（m/s²）	0.20		0.58	0.78	1.00

⑷利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a﹣n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．

⑸利用a﹣n图象求得小车（空载）的质量为kg（保留2位有效数字，g=9.8m/s²）．

⑹若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是（填入正确选项前的标号）

A．a﹣n图线不再是直线

B．a﹣n图线仍是直线，但该直线不过原点

C．a﹣n图线仍是直线，但该直线的斜率变大．

某学生做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，在平衡摩擦力时．把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大．他所得到的a﹣F关系可用下列哪个图象表示？（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）（　　）

A .

B .

C .

D .

某课外实验小组利用如图1所示的装置来探究拉力F不变时加速度a与小车质量m之间的关系．

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（1）甲同学根据测得的实验数据作出的a $\text{[math]}$ 图象如图2所示，则图线弯曲的原因是________．

A . 小车与长木板之间有摩擦 B . 没有平衡摩擦力 C . 打点计时器打点的周期小于0.02 s D . 小车和砝码的总质量没有一直远大于砂和砂桶的总质量
（2）乙同学利用在实验中打出的一条纸带测量小车运动的加速度，纸带上的数据如图3所示．已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，A、B、C、D、E、F、G为计数点，且相邻计数点间均有一个点没有画出，则打点计时器打D点时小车的速度大小为m/s；小车运动的加速度大小为m/s².

探究“加速度与力、质量关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。

（1）关于平衡摩擦力，下列说法正确的是___________。

A . 平衡摩擦力时，需要在动滑轮土挂上钩码 B . 改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 C . 改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力
（2）实验中(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量。
（3）某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图像如图乙所示，图线不过原点的原因是___。

A . 钩码质量没有远小于小车质量 B . 平衡摩擦力时木板倾角过大 C . 平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力

某探究学习小组的同学欲以如图甲装置中的滑块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和砝码盘(含砝码)等组成．光电门可以测出滑块的遮光条依次分别通过两个光电门的时间 $\text{[math]}$ ，游标卡尺测出遮光条的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、砝码盘(含砝码)的质最分别为M和m，不计滑轮的重量和摩擦．

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，则d = cm
（2）实验操作中，下列说法正确的是_________

A . 该装置可以不平衡摩擦力.只需要将气垫导轨调节水平 B . 为减小误差,实验中一定要保证质量m远小于质量M C . 实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值减小系统误差 D . 如果气垫导轨水平，则轻推滑块匀速滑动时通过两个光电门的时间 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 必相等
（3）该装置中弹簧测力计的读数F，需要验证的表达式为F=．
（4）对质量保持不变的过程，根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象，最符合本实验实际情况的是______________．

A . B . C . D .

某小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力的关系。实验中垫高长木板一端平衡摩擦力，调节定滑轮的高度使牵引小车的细线与木板平行，用天平测出小车的质量M，钩码的总质量m，已知所用电源的频率为50Hz。

（1）为了能用细线所挂钩码的总重力作为小车所受合力，还需要满足的条件是；
（2）实验中该小组得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个点未画出．某同学仅测出AB、CD间的距离分别为x₁=2.62cm，x₂=5.49cm根据测量数据得出小车运动的加速度大小为m/s²。(计算结果保留3位有效数字)
（3）该小组在验证a与F关系时，根据测得数据画出a—F图线和理论结果不符，如图丙所示，其原因主要是。

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量，滑轮由铁丝固定在车上，质量为m₀=0.1kg。力传感器可测出轻绳中的拉力F的大小，不计滑轮与轻绳之间的摩擦。

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（1）实验时，一定要进行的操作是____（填写选项前字母）

A . 用天平测出砂和砂桶的质量 B . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C . 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数 D . 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车在2号点时的速度为m/s，小车的加速度为m/s²；（结果保留三位有效数字）
（3）乙同学根据测量数据作出如图所示的a—F图线，该同学做实验时存在的问题是；
（4）乙同学改正实验方案后，得到了如图的a—F图线。则小车的质量M为。

图示为利用拉力传感器和位移传感器探究“加速度与力的关系”的实验装置，可以通过改变钩码的数量来改变小车所受的拉力。拉力传感器可以测量轻绳的拉力，位移传感器通过DIS(数字化信息系统)可以测小车的加速度。请回答下列问题：

（1）若小车在水平轨道上，通过改变钩码的数量，可以得到多组实验数据，重力加速度为g，则下列能正确反映小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象是(填图象下方的字母)
（2）正确选择(1)问中的图象，可求得小车、拉力传感器和位移传感器发射部分的总质量为，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为。

某物理兴趣小组设计了“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

（1）如图甲所示的实验装置，是否需要满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量？（填“需要”或“不需要”）；
（2）图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为 $\text{[math]}$ 。相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，小车的加速度为 $\text{[math]}$ ；
（3）该组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，得到了 $\text{[math]}$ 图线。由于忘记平衡摩擦力，图线有可能是图丙中的（填“①”或“②”），小车及车中砝码的总质量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

（1）实验中下列做法正确的是（__________）

A . 电火花计时器连接在电压为4~6V，频率为50HZ的交流电源上 B . 实验时先放开小车再接通电火花计时器 C . 将装有砝码的托盘用细线通过定滑轮拴在小车上然后平衡小车所受的摩擦力 D . 平衡好摩擦力后，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
（2）在探究小车的加速度与其质量的关系时，同一正确装置和实验步骤得到两组实验数据，做出甲、乙两个 $\text{[math]}$ 图像如图2所示，则由图像可知两组实验中小车所受拉力的大小的关系是（__________）

A . F_甲=F_乙 B . F_甲>F_乙 C . F_甲<F_乙 D . 不确定
（3）某同学在实验中，由于操作不当得到的a—F关系图像如图3所示，则产生这样结果的原因是（__________）

A . 图线没有过坐标原点可能是在平衡摩擦力时将木板的右端垫的过高造成的 B . 图线没有过坐标原点可能是在平衡摩擦力时将木板的右端垫的过低造成的 C . 图线弯曲可能是实验时托盘和砝码的质量过大 D . 图线弯曲可能是实验时托盘和砝码的质量过小

某实验小组采用如图甲所示的实验装置测物块与水平桌面间的动摩擦因数，跨过定滑轮的轻质细线左端连接重物，右端与水平放置的物块相连，物块的另一端连接一条穿过打点计时器的纸带。物块质量为 $\text{[math]}$ ，悬挂的重物质量为 $\text{[math]}$ ，在某次实验中，通过打点计时器打下一条纸带的一部分如图乙所示，纸带上标出了5个计数点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，每两个计数点间还有4个计时点没有标出，取重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，打点计时器使用交流电的频率为 $\text{[math]}$ 。

（1）下列实验要求中，不必要的是__________；

A . 实验时，调节滑轮的高度，使得细线与桌面平行 B . 重物的质量要远小于滑块的质量 C . 应先接通打点计时器的电源，再释放物块 D . 接通电源前物块要靠近打点计时器
（2）图乙中，实验小组测得 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则物块运动的加速度的表达式为 $\text{[math]}$ ；
（3）如果利用 $\text{[math]}$ 来计算物块与桌面间的动摩擦因数，则计算得到的数值与理论值相比会（选填“相等”、“偏大”或“偏小”）。

某同学要做“探究加速度与质量的关系”实验，实验装置如图甲所示。打点计时器所接电源的频率为50Hz。

（1）关于实验的要点，下列说法正确的是______．

A . 打点计时器应接4~6V的交流电源 B . 为了使小车受到的合外力等于细线的拉力，需要平衡摩擦力 C . 为了使细线受到的拉力近似等于砂和砂桶的重力，砂和砂桶的质量必须远小于小车的质量 D . 为了减小实验误差，需要改变砂和砂桶的质量进行多次实验
（2）调节好实验装置，符合实验操作要求的情况下，打出的一条纸带如图乙所示，图中各点均为计数点，相邻各点间还有四个点未标出，相邻两计数点间的距离分别为： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则小车运动的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留2位有效数字）；
（3）多次实验，测得的数据在 $\text{[math]}$ （M为小车质量）坐标系中描点如图丙所示，请根据描点作出图像，实验得到的结论是。

如图所示的实验装置可以用来验证牛顿第二定律 $\text{[math]}$ 。实验器材有铁架台、长木板、一枚表面光滑的金属小球、秒表和毫米刻度尺。

主要实验步骤有

①铁架台放在水平桌面上，然后将铁架台和长木板搭建一个倾角可调斜面；

②在斜面上标记出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点，并用毫米刻度尺测量出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点间的距离 $\text{[math]}$ ；

③让一个金属小球从斜面上 $\text{[math]}$ 点由静止释放，用秒表记下小球从 $\text{[math]}$ 运动到 $\text{[math]}$ 的时间 $\text{[math]}$ ；

④毫米刻度尺测量出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点与桌面之间的距离 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ；

⑤改变长木板的倾角，重复步骤③、④，得到多组实验数据。

（1）小球在斜面上运动的加速度为；若已知小球的质量为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，小球受到的摩擦力和空气阻力均不计，则小球在斜面上运动时受到的合外力为；
（2）若关系式 $\text{[math]}$ 成立，则说明牛顿第二定律 $\text{[math]}$ 成立。

在验证“牛顿第二定律”的实验中为减小实验误差，沙子和沙桶的质量应比小车的质量（选填“小”或“大”）得多。

某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

（1）如图甲、乙所示为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源是____；

A . 交流220V B . 直流220V C . 直流8V D . 交流8V
（2）下列做法正确的是____（填字母代号）。

A . 调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B . 在调节木板倾斜度补偿小车的阻力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在小车上 C . 实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源 D . 通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（3）已知打点计时器频率为50Hz，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。
根据纸带可求出小车的加速度为m/s²（保留两位有效数字）
（4）实验时改变所挂砝码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-F关系图像，如图所示。此图像的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是____。（选填下列选项的序号）

A . 小车与木板之间存在摩擦 B . 木板倾斜角度过大 C . 所挂砝码的总质量过大 D . 所用小车的质量过大

为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

（1）实验时，一定要进行的操作是____。

A . 用天平测出砂和砂桶的质量 B . 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C . 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数 D . 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为 m/s²（结果保留三位有效数字）。
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

2 实验：探究加速度与力、质量的关系 知识点题库

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